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I/O 引脚串扰对ADC的影响

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由于引脚甚至包括芯片内部 bonding 线之间的电容耦合,I/O 之间的串扰会对 ADC 的采样精
度产生显著影响,尤其是 ADC 当前的模拟采样通道邻近有持续数字 I/O 的电平翻转动作(典
型情况如 PWM 输出)。如 图 2-7. 模拟与数字 I/O 串扰 结构 图 所示。
图2-7. 模拟与数字I/O串扰 串扰 结构图




如 图 2-8. 模拟与数字 I/O 串扰波形 图 ,是在实际情景中,ADC 的采样通道紧邻在 PWM 输出
时的信号波形情况,在 PWM 发生电平翻转的瞬间,在相邻的采样通道上会造成信号的波动,
如果此时 ADC 完成了一次采样,则可能会造成采样结果出现较大的误差。
图2-8. 模拟与数字I/O串扰波形 串扰波形图



有几种实践方法可以尝试来减弱 IO 之间串扰对 ADC 采样的影响,首先,在引脚规划上,就需
要提前规划将那些需要持续翻转的数字 I/O 在物理位置上远离 ADC 采样通道;如果由于资源
限制,频繁翻转的数字 I/O 无法远离模拟采样口,我们可以在后期 layout 上采取一些措施来减
弱影响,比如我们可以通过在数字 I/O 与模拟通道之间加上一定面积的 GND 来隔离,如 图 2-9.
模拟与数字 I/O 之间添加地屏蔽 所示,当然,由于包地屏蔽无法覆盖芯片内部,bonding 线之
间的串扰仍会继续存在。此外,减慢数字信号的边沿也会减弱串扰的影响,如对数字信号添加
电容值适当的电容,减慢 MCU 数字 IO 口的驱动速度,也能显著减慢这个数字信号边沿。软
件层面,我们同样有一些尝试,比如在数字 I/O 口不翻转的时候进行一次 ADC 转换,当然前
提是应用允许这么做。
图2-9. 模拟与数字I/O 之间添加地屏蔽


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沙发
cemaj| | 2023-7-8 18:00 | 只看该作者
使用地线和电源屏蔽来降低干扰。              

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板凳
janewood| | 2023-7-8 18:13 | 只看该作者
可能会引入噪声或改变信号的特性,从而影响ADC的性能。

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地板
sheflynn| | 2023-7-8 18:19 | 只看该作者
在ADC输入引脚前添加合适的滤波器

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5
macpherson| | 2023-7-8 18:33 | 只看该作者
串扰信号可以引入额外的噪声,使得ADC输入信号的信噪比降低

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6
cashrwood| | 2023-7-9 10:27 | 只看该作者
串扰信号可能引起非线性失真,使得ADC的输出不符合输入信号的线性关系

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7
macpherson| | 2023-7-9 13:13 | 只看该作者
可能需要使用电路隔离器来隔离ADC输入信号和其他高功率信号之间的干扰。

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8
claretttt| | 2023-7-9 13:52 | 只看该作者
串扰信号的存在,ADC输入引脚的电压可能会发生偏移,导致ADC读取的模拟输入值与实际输入值之间存在偏差。

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9
loutin| | 2023-7-9 14:30 | 只看该作者
I/O引脚串扰可能对ADC(模数转换器)的性能产生一定的影响。

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10
juliestephen| | 2023-7-9 15:06 | 只看该作者
会导致ADC读数的不准确性和稳定性下降。

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11
sesefadou| | 2023-7-9 15:49 | 只看该作者
共模干扰可能来自于其他高功率信号线、开关电源等,需要适当的电路隔离或滤波来抑制。

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12
everyrobin| | 2023-7-9 16:29 | 只看该作者
当I/O引脚附近存在共模干扰源时,这些共模干扰信号也可能耦合到ADC输入引脚上,干扰模拟信号的测量精度

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13
maqianqu| | 2023-7-9 17:03 | 只看该作者
RC滤波器或差分模式滤波器,可以有效抑制高频噪声和干扰

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14
chenjun89| | 2023-7-10 08:37 | 只看该作者
如果引脚空余较多,尽量和其它信号分离。

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15
forgot| | 2023-7-10 11:04 | 只看该作者
当I/O引脚附近存在共模干扰源时,这些共模干扰信号也可能耦合到ADC输入引脚上,干扰模拟信号的测量精度

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16
51xlf| | 2023-7-10 17:09 | 只看该作者
合理规划I/O引脚的切换时序,避免过快的切换频率和较长的切换时间,减少串扰和共模干扰的可能性。

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17
dspmana| | 2023-7-10 18:01 | 只看该作者
使用屏蔽罩或屏蔽线,将敏感的ADC输入引脚与其他信号线隔离开来,减少串扰的影响。

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18
abotomson| | 2023-7-10 18:36 | 只看该作者
噪声可以通过电容耦合或电感耦合传递到ADC输入引脚上,引起额外的测量误差。

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19
louliana| | 2023-7-10 19:11 | 只看该作者
如果I/O引脚附近存在高频或强电磁场干扰源,这些干扰信号可能会通过引脚之间的电容或电感耦合到ADC输入引脚上,引起额外的噪声

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20
janewood| | 2023-7-10 19:53 | 只看该作者
良好的地线设计可以减少信号线之间的耦合,降低串扰的影响。

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